(57)【要約】【課題】薄肉化した導光板であっても、光源からの光を首尾よく導光板に入光させることが可能な照明装置を実現する。【解決手段】本発明の照明装置は、光源１と、その表面に光源からの光を面発光させる有効発光エリア５が形成された導光板２とを備え、有効発光エリア５が形成された導光板表面と背向する導光板裏面に、光源１からの光を入光させる入光面Ｂが形成されているとともに、導光板表面の、入光面Ｂから入光した光が照射される領域に、光を反射または散乱させ有効発光エリア５へ導く機能部Ａが形成されているので、導光板２の厚さがさらに薄くなり薄肉化した場合、効率的に光を有効発光エリア５へ導光することが可能になる。【選択図】図１
2007265675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、その表面に光源からの光を面発光させる出光面が形成された導光板とを備えた照明装置であって、
上記出光面が形成された導光板表面、または該表面と背向する導光板裏面には、光源からの光を入光させる入光面が形成されているとともに、
導光板裏面または導光板表面の、上記入光面から入光した光が照射される領域に、光を反射または散乱させ出光面へ導く機能部が形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
導光板裏面に上記入光面が形成されており、その入光面に、上記光源を設置するための光源設置部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
導光板表面に上記入光面が形成されており、その入光面に、上記光源を設置するための光源設置部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
少なくとも機能部が形成されている導光板表面または導光板裏面の領域に、光を反射させる反射シートが被覆されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
上記機能部が、ナノレンズまたはマイクロレンズから構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
上記入光面は、ナノサイズの凹凸形状に成形された成形面になっていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関するものであり、より詳しくは、光源と、その表面に光源からの光を面発光させる出光面が形成された導光板とを備えた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の照明装置（面光源装置）としては、例えば特許文献１〜４に記載された構成のものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１には、光源からの光を、レンズを通して導光体に入射させるようにした面光源装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、導光板の端面部と光源との間に、光源から出射した光を平行な光線とする機構、この光線の進行方向を全反射させる機構、及びこの全反射した光線を平行でない光線とする機構を持つバックライトが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、一方端面に形成された光入射面から遠ざかるに従って厚みが減少する光導入部と、入射した光を閉じ込めて導光する導光シートとを備えた導光板が記載されている。この構成により、光源よりも薄い導光板にも効率よく光を入射させられるようになっている。
【０００６】
特許文献４には、光源が導光板の厚み方向にずれて配置され、光源からの光を導光板の延びる方向とほぼ平行な光線として導光板に導入する屈折手段を備えた構成が記載されている。
【特許文献１】実開平５−２５４２５号公報（平成  ５年  ４月  ２日公開）
【特許文献２】特開平７−１１４０２４号公報（平成  ７年  ５月  ２日公開）
【特許文献３】特開２０００−２４９８３７号公報（平成１２年  ９月１４日公開）
【特許文献４】実全平４−６０２７号公報（平成  ４年  １月２１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の照明装置の構成では、薄肉化した導光板を採用した場合に、光源からの光を首尾よく導光板に入光させることが困難であるという問題を生じる。
【０００８】
従来の光源として、ＣＣＦＬやＬＥＤが利用されている。そして、これらの光源の中で最も薄いものは、０．５ｍｍである。このため、従来の照明装置では、従来の導光板の厚さが０．４５ｍｍ程度のものが使用され、光源からの光を導光板側面から効率よく入光させることが常識になっている。
【０００９】
しかしながら、導光板の厚さは、０．０７５ｍｍ（７５μｍ）にまで薄くすることが可能である。このように導光板の厚さがさらに薄くなった場合、光源の厚さの方が導光板よりも大きくなるため、導光板の側面から効率的に入光させることは困難になる。
【００１０】
また、特許文献１のような、光源からの光を、レンズを通して導光体に入射させるようにした構成では、レンズの焦点距離等の設定により、光源と導光板との間にある程度の距離が必要になる。このため、特許文献３の構成では、スペース的に大きなものになってしまい、実用に供し得ない。
【００１１】
また、特許文献２のような、導光板へ光を導く機構が光源と導光板との間に設けられた構成では、光源からの光を導光板へ効率的に入光できる。しかしながら、この構成でも、スペース的には大きなものになってしまう。また、特許文献３に記載の構成においても、導光シートに光源からの光を入光させるために、別途光導入部が設けられているため、スペース的に大きなものになってしまう。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄肉化した導光板であっても、光源からの光を首尾よく導光板に入光させることが可能な照明装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る照明装置は、上記課題を解決するために、光源と、その表面に光源からの光を面発光させる出光面が形成された導光板とを備えた照明装置であって、上記出光面が形成された導光板表面、または該表面と背向する導光板裏面には、光源からの光を入光させる入光面が形成されているとともに、導光板裏面または導光板表面の、上記入光面から入光した光が照射される領域に、光を反射または散乱させ出光面へ導く機能部が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
従来の照明装置の構成では、導光板の厚さがさらに薄くなった場合（例えば導光板の厚さが０．０７５ｍｍ（７５μｍ）にまで薄くなった場合）、光源の厚さの方が導光板よりも遥かに大きくなるため、導光板側面から効率的に光を入光させることが困難になる。
【００１５】
しかしながら、上記の構成によれば、上記出光面が形成された導光板表面、または該表面と背向する導光板裏面には、光源からの光を入光させる入光面が形成されているとともに、導光板裏面または導光板表面の、上記入光面から入光した光が照射される領域に、光を反射または散乱させ出光面へ導く機能部が形成されているので、導光板の厚さがさらに薄くなり薄肉化した場合、導光板側面より光を入光させた従来の構成と比較して、効率的に光を出光面へ導光することが可能になる。
【００１６】
本発明に係る照明装置では、導光板裏面に上記入光面が形成されており、その入光面に、上記光源を設置するための光源設置部が設けられていることが好ましい。また、本発明に係る照明装置では、導光板表面に上記入光面が形成されており、その入光面に、上記光源を設置するための光源設置部が設けられていることが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、光源と導光板との間に何も介在せず、光源設置部が導光板の表面または裏面に設けられているので、光源と導光板との間にレンズ等が配置された従来の構成よりも、スペース的にも有利である。
【００１８】
本発明に係る照明装置では、少なくとも機能部が形成されている導光板表面または導光板裏面の領域に、光を反射させる反射シートが被覆されていることが好ましい。
【００１９】
これにより、上記機能部により出光面へ導ききれない光を反射させることができ、より確実に入光面に入光した光を出光面へ導くことが可能になる。
【００２０】
また、上記機能部の構成としては、例えばナノレンズまたはマイクロレンズから構成されているものが挙げられる。
【００２１】
本発明に係る照明装置では、上記入光面は、ナノサイズの凹凸形状に成形された成形面になっていることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、入光面は、ナノサイズの凹凸形状に成形された成形面になっていおり、この凹凸形状が光の波長よりも小さなサイズになっている。このため、入光面に光が入光しても、全反射が起きなくなる。従って、入光面へ入光する光が反射し光源側へ戻ることがなくなる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る照明装置は、以上のように、上記出光面が形成された導光板表面、または該表面と背向する導光板裏面には、光源からの光を入光させる入光面が形成されているとともに、導光板裏面または導光板表面の、上記入光面から入光した光が照射される領域に、光を反射または散乱させ出光面へ導く機能部が形成されている構成である。
【００２４】
それゆえ、導光板の厚さがさらに薄くなり薄肉化した場合、導光板側面より光を入光させた従来の構成と比較して、効率的に光を出光面へ導光することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の一実施形態について図１ないし図４に基づいて説明すると以下の通りである。図１は、本実施形態の照明装置の概略構成を示す模式図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態の照明装置（以下、本照明装置と記す）は、基板４上に設けられた光源１と、導光板２とを備えている。光源１は、従来公知の光源であれば、特に限定されるものではなく、ＣＣＦＬやＬＥＤであってもよい。なお、図１に示された本照明装置では、光源１としてＬＥＤを想定している。
【００２７】
導光板２は、その表面に光源１からの光を出光する有効発光エリア５（出光面）を有する。そして、導光板２は、有効発光エリア５と背向する面（裏面）に、光源１を設置するための光源設置部６を有する。また、本照明装置では、導光板２の有効発光エリア５及び光源設置部６以外の領域に、反射シート３が被覆されている。
【００２８】
本照明装置では、有効発光エリア５が形成された導光板２の表面と背向する裏面に、光源１からの光を入光させる入光面Ｂが形成されている。そして、入光面Ｂから入光した光が交わる領域に機能部Ａが設けられている。この機能部Ａは、光を反射または散乱させ有効発光エリア５へ導く機能を有している。反射シート３は、機能部Ａにより有効発光エリア５へ導ききれない光を反射させる機能を有する。これにより、より確実に入光面Ｂに入光した光を有効発光エリア５へ導くことが可能になる。
【００２９】
反射シート３は、導光板２内の光を反射させる機能を有するものであれば、特に限定されるものではなく、正反射特性が強いものでも、拡散反射特性が強いものでもよい。
【００３０】
本照明装置によれば、導光板として厚さ０．４５ｍｍ程度のものを使用し、導光板側面より光を入光させた従来の構成と比較して、光の利用効率は低下する。しかしながら、導光板の厚さがさらに薄くなり薄肉化した場合、光の利用効率は逆転し、従来の構成よりも効率的に光を有効発光エリアへ導光することが可能になる。また、本照明装置によれば、光源１と導光板２との間に何も介在せず、光源設置部６が導光板２の裏面に設けられている。それゆえ、光源と導光板との間にレンズ等が配置された従来の構成よりも、スペース的にも有利である。
【００３１】
導光板は、ナノインプリント技術を用いれば、０．０７５ｍｍまで薄肉化が可能である。本照明装置は、このような薄肉化した導光板に対しても、効率的に光を供給することが可能になる。したがって、本照明装置の構成によれば、導光板のフィルム化を実現できる。それゆえ、本照明装置を液晶モジュールに適用した場合、液晶モジュール全体の薄肉化にも貢献できる。さらに、本照明装置は、曲面の導光板（有効発光エリアが曲面になっている導光板）に対しても適用可能である。
【００３２】
以下、本照明装置の特徴的構成である機能部Ａについて、図２に基づいて、さらに詳述する。図２は、本照明装置の機能部Ａの概略構成を示した断面図である。
【００３３】
図２に示すように、機能部Ａは、入光面Ｂと背向する領域（入光面Ｂに入光した光が交わる領域）に設けられている。そして、光を導光板２の中心方向に曲げるような形状に設計されている。より具体的には、機能部Ａは、マイクロレンズまたはナノレンズである。このマイクロレンズまたはナノレンズは、ナノインプリント技術により製造可能である。
【００３４】
これにより、本照明装置では、入光面Ｂに入光した光を導光板２の中心側（有効発光エリア５）へ導くことが可能になる。また、機能部Ａの上記形状により有効発光エリア５へ導ききれない光は、導光板２に被覆された反射シート３により、導光板２の中心側へ反射される。
【００３５】
機能部Ａとしての上記ナノレンズは、入光面Ｂと背向する領域に配置され、少なくとも光源１が光を照射する範囲に設けられている。それゆえ、本照明装置では、光源１が配置される位置によって、入光面Ｂに入光する光の角度が異なるため、光源１が配置される位置に応じて、最適なレンズ形状が形成される必要がある。例えば、光源１が６０°の指向性を有する点光源（ＬＥＤなど）である場合、光は光源１より６０°の範囲で広がっていく。はナノレンズは、その光が入光面Ｂと背向する領域と交わる範囲に配置される。
【００３６】
また、上記ナノレンズは、屈折、反射、プリズム効果、回折等の光学的特性を組み合わせることにより、入光面Ｂと背向する面に略垂直に入射した光を曲げ、有効発光エリアへ導くことが可能になる。このようなマイクロレンズまたはナノレンズの構成の一例としては、例えば図２に示された構成が挙げられる。
【００３７】
なお、図２では、ナノレンズは、屈折、反射、全反射といった光学的特性を組み合わせることにより、入光面Ｂと背向する面に略垂直に入射した光を有効発光エリアへ導く構成になっている。具体的には、図２に示された構成では、光線Ｉ〜ＩＶが屈折、反射、全反射により有効発光エリアへ導かれる。
【００３８】
図２に示された光線Ｉ及びＩＩは、ナノレンズ形状により反射し方向が変えられ、有効発光エリアへ導かれる。また、光線ＩＩＩ及びＩＶは、ナノレンズ形状により反射し方向が変えられる。そして、その光がレンズを透過し、反射シート３により全反射される。
【００３９】
なお、ここでいう「ナノレンズ」とは、単に大きさやピッチがナノサイズになっているレンズのことをいう。レンズの大きさがナノサイズになると、そのレンズ形状により、光の回折が起きる。本照明装置では、このようなナノサイズによる回折を利用できる。また、図２では、機能部Ａがナノレンズである場合の構成が示されているが、機能部Ａの構成は、屈折、反射、全反射、プリズム効果、回折等といった光学的特性を組み合わせることにより、光を有効発光エリアへ導く構成であれば、ミクロサイズのレンズ（マイクロレンズ）であってもよい。
【００４０】
また、入光してくる光が光源１へ反射することを防止するために、入光面Ｂには、ナノ形状が成形された成形面が形成されている。上記成形面はナノインプリントにより成形が可能である。以下、入光面に形成された成形面について、図３に基づいて、さらに詳述する。図３は、本照明装置における入光面に形成された成形面の構成を示す断面図である。
【００４１】
図３に示される成形面は、入光面Ｂへ入光する光を透過し機能部Ａ側に導くとともに、光源１側へ反射し戻る光を少なくする機能を有する。この成形面は、図３に示されるように、凹凸のナノ形状になっている。また、この凹凸形状のピッチや溝深さは、数ナノメートル〜数十ナノメートルのサイズになっている。
【００４２】
このように凹凸形状のピッチや溝深さのサイズが、数ナノ〜数十ナノというように光の波長よりも小さなサイズになると、全反射などの現象が起きなくなる。このため、入光面Ｂへ入光する光が成形面で反射し光源１側へ戻ることがなくなる。そして、成形面を透過し機能部Ａ側に導かれる光が多くなる。
【００４３】
また、入光面Ｂには、拡散面または鏡面が形成されていてもよい。この場合、入光面Ｂ（拡散面または鏡面）には、反射する光が存在するため、光の利用効率が低下するが、このような構成も考えられる。
【００４４】
また機能部Ａが形成される範囲は、光源１の発光面（入光面Ｂ）から６０°に広がる光を想定（図４参照）しており、その光が交わる（照射される）面積と同等の範囲（ｃ領域）、あるいは該面積よりも広い範囲（ａ領域）に設定されている。
【００４５】
ところで、光源１の位置が多少ずれて配置された場合、入光面Ｂから広がる光が照射される領域に誤差が生じてしまう。このような場合であっても、図４に示されるように、機能部Ａが、ｃ領域よりも面積が広いａ領域に形成されることにより、効率的に光を有効発光エリアへ導光することが可能になる。
【００４６】
特に、入光面Ｂに拡散面または鏡面が形成されている場合、機能部Ａはｃ領域よりも面積が広いａ領域に形成されることが好ましい。こうすることにより、光の利用効率を上げる（より効率よく光を有効発光エリアへ導光させる）ことが可能になる。
【００４７】
なお、本照明装置の製造方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
【００４８】
すなわち、
（１）反射シート３を導光板２の裏面から光源１側の側面を覆う。そして、導光板２の表面に、反射シート３を、裏面端部に配置する光源１とオーバーラップするように覆う。
（２）反射シート３に穴を開け、光源設置部６を形成する。
（３）光源１を導光板２の端部の裏面の光源設置部６に配置する。
【００４９】
また、図１に示された本照明装置では、有効発光エリア５が形成された導光板２の表面と背向する裏面に、光源１からの光を入光させる入光面Ｂが形成された構成であった。すなわち、導光板２の裏面端部に光源設置部６が設けられた構成であった。しかしながら、本照明装置は、図１に示された構成に限定されるものではない。
【００５０】
本照明装置は、有効発光エリアが形成された導光板の表面に、光源からの光を入光させる入光面が形成された構成、すなわち、導光板の表面端部に光源設置部が形成された構成であってもよい。この構成においても、入光面から入光した光が交わる裏面の領域に機能部が設けられている。以下、有効発光エリアが形成された導光板の表面に、光源からの光を入光させる入光面が形成された構成について、図５に基づいて説明する。図５は、導光板の表面に入光面が形成された場合の、本照明装置の概略構成を示す断面図である。
【００５１】
図５に示された照明装置では、導光板２は、有効発光エリア５が形成された表面に、光源１’を設置するための光源設置部６’を有する。すなわち、有効発光エリア５が形成された導光板２の表面に、光源１’からの光を入光させる入光面Ｂ’が形成されている。そして、入光面Ｂ’から入光した光が交わる領域に機能部Ａ’が設けられている。機能部Ａ’、及び入光面Ｂ’は、図１に示された照明装置における機能部Ａ、及び入光面Ｂと同様の機能を有するので、ここでは説明を省略する。
【００５２】
また、図５に示された照明装置では、反射シート３’は、導光板２の有効発光エリア５及び光源設置部６’以外の領域に、被覆されている。すなわち、図５に示された照明装置は、反射シート３’が導光板２の裏面全面を覆う構成になっている。
【００５３】
このような照明装置の構成であっても、図１に示された照明装置と同様に、導光板の厚さがさらに薄くなり薄肉化した場合に、従来の構成よりも効率的に光を有効発光エリアへ導光することが可能になる。また、図５に示された照明装置によれば、光源１’と導光板２との間に何も介在せず、光源設置部６’が導光板２の表面に設けられている。それゆえ、光源と導光板との間にレンズ等が配置された従来の構成よりも、スペース的にも有利である。
【００５４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の照明装置は、以上のように、薄肉化した導光板であっても、光源からの光を首尾よく導光板に入光させることが可能であるので、ＣＥＬ、ＤＳＣ、ＤＶＤ等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の一形態の照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の照明装置の機能部の概略構成を示した断面図である。
【図３】図１の照明装置における入光面に形成された成形面の構成を示す断面図である。
【図４】図１の照明装置の機能部が形成される範囲を示す模式図である。
【図５】導光板の表面に入光面が形成された場合の、本照明装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１，１’    光源
２    導光板
３，３’    反射シート
４，４’    基板
５    有効発光エリア（出光面）
６，６’    光源設置部
【図１】
2007265675.tif 000003
【図２】
2007265675.tif 000004
【図３】
2007265675.tif 000005
【図４】
2007265675.tif 000006
【図５】
2007265675.tif 000007